 指南車的發(fā)明最早記錄出自5000年前黃帝傳說中，不過其后又有歷史典籍顯示三國(guó)時(shí)馬鈞是第一個(gè)成功地制造指南車的人。《宋史·輿服志》則詳細(xì)地記載了燕肅和吳德仁所造指南車的結(jié)構(gòu)和技術(shù)規(guī)范，成為世界史上最寶貴的工程學(xué)文獻(xiàn)。
燕肅的指南車是一輛雙輪獨(dú)轅車，車上立一木人，伸臂指南。車中，除兩個(gè)沿地面滾動(dòng)的車輪外，尚有大小不同的7個(gè)齒輪。由齒數(shù)、轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)，并保證木人指南的目的，可見古人掌握了關(guān)于齒輪匹配的力學(xué)知識(shí)和控制齒輪離合的方法。車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)附于其上的垂直齒輪，該附輪又使與其嚙合的小平輪轉(zhuǎn)動(dòng)，小平輪帶動(dòng)中心大平輪。指南木人的立軸就裝在大平輪中心。當(dāng)車轉(zhuǎn)彎時(shí)，車轅會(huì)自動(dòng)控制車上的離合裝置，即竹繩、滑輪和鐵墜子，就可以控制大平輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使木人指向不變。
按照自動(dòng)控制系統(tǒng)來分析就是車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，齒輪系就要補(bǔ)償車輛轉(zhuǎn)彎帶來的方向轉(zhuǎn)動(dòng)， 按照自動(dòng)控制系統(tǒng)的術(shù)語(yǔ)來講指南車系統(tǒng)就是一個(gè)前饋控制。
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